Li4Ti5O12高能電極體系的制備及改性.pdf

1、隨著通訊設(shè)備和電動(dòng)汽車的發(fā)展，人們對(duì)鋰離子電池提出了更高的要求：具有較高的能量密度和功率密度，使用安全以及攜帶方便等。Li4Ti5O12具有尖晶石結(jié)構(gòu)，可以為鋰離子的自由擴(kuò)散提供三維通道。Li4Ti5O12充放電平臺(tái)電壓為1.5V，較石墨的充放電電壓正，因而其具有較好的安全性。在充放電過程中Li4Ti5O12的體積不會(huì)發(fā)生變化，是一種“零應(yīng)變”材料，具有較高的循環(huán)穩(wěn)定性。然而Li4Ti5O12的導(dǎo)電性較差，固有導(dǎo)電率為10-9S/cm，

2、因而導(dǎo)致其在高倍率下的電化學(xué)性能較差。本論文主要通過制備Li4Ti5O12納米晶并將Li4Ti5O12納米晶與活性炭復(fù)合以及對(duì)其進(jìn)行碳和銀的雙包覆來提高其高倍率下的電化學(xué)性能。
　　首先以F127作為螯合劑采用溶膠凝膠法制備了Li4Ti5O12納米晶電極材料。700℃制得的樣品為純相尖晶石結(jié)構(gòu)Li4Ti5O12，其結(jié)晶度良好，粒徑均一，粒徑約為100nm。1C首次放電比容量為166mAh/g，循環(huán)50次后放電比容量為162mAh/

3、g，為首次容量的97.6％。
　　其次是將溶膠凝膠法合成的Li4Ti5O12納米晶與比表面積較大的活性炭復(fù)合，考察活性炭的量對(duì)Li4Ti5O12電極材料電化學(xué)性能的影響。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)Li4Ti5O12與活性炭的質(zhì)量比為40:30時(shí)，電化學(xué)性能最佳。在0.5C倍率下的首次放電比容量為195mAh/g，20C放電比容量為145mAh/g。
　　再次是對(duì)溶膠凝膠法合成的Li4Ti5O12納米晶進(jìn)行高導(dǎo)電相碳和銀的雙包覆，構(gòu)造導(dǎo)電網(wǎng)